摘要:本文主要从短肢剪力墙结构体系的特点、短肢剪力墙结构布置、短肢剪力墙结构的计算分析、短肢剪力墙结构设计应注意的问题及短肢剪力墙结构的构造要求进行阐述。

　　1前 言

　　《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)中规定:短肢剪力墙是指墙截面高度与厚度之比为5～8倍剪力墙结构,且墙后不小于200 mm。短肢剪力墙结构是剪力墙结构中的一种,多用于高层及小高层住宅建筑。短肢剪力墙结构的大多数墙肢相对较短,常用的有“T”字型、“L”型、“十”字型、“Z”字型、折线型、“一”字型。近年来,随着人们对住宅,特别是小高层住宅平面与空间的要求越来越高,原来普通框架结构的露柱露梁、普通剪力墙结构对建筑空间的严格限定与分隔已不能满足人们的需求。在这样的情况下,由于钢筋混凝土短肢剪力墙结构具有墙肢可灵活布置,房间内无露梁露柱的现象,给建筑较大的灵活空间,剪力墙数量较少,减轻了自重,减小了水平地震作用,降低了钢筋混凝土的用量等优点,因此得到了广泛运用。为此,本文将重点谈谈小高层住宅中短肢剪力墙结构的设计应用。

　　2短肢剪力墙结构体系的特点

　　(1)结合建筑平面,利用间隔墙位置来布置竖向构件,基本上不与建筑使用功能发生矛盾。

　　(2)墙的数量可多可少,肢长可长可短,主要视抗侧力的需要而定,还可通过不同的尺寸和布置来调整刚度中心的位置。

　　(3)在结构布置方面灵活性及可调整性大,可选择的方案较多,较易处理楼盖的支承。

　　(4)连接各墙的梁,随墙肢位置而设于间隔墙竖平面内。可隐蔽。

　　(5)根据建筑平面的抗侧刚度的需要,利用中心剪力墙,形成主要的抗侧力构件,较易满足刚度和强度要求。

　　3短肢剪力墙结构布置

　　(1)短肢墙的数量应当适中,避免结构太刚或太柔,满足竖向荷载和抗侧力需要即可。

　　(2)短肢剪力墙的纵横应尽量均匀分布,其轴向应力不应相差悬殊。

　　(3)短肢剪力墙肢间距不宜过大,在平面外边缘及角点处,特别是外凸部分,布置必要的短肢墙,既有利于梁的支撑,又可以分散荷载,以加强其整体性和满足平面刚性的要求。

　　(4)各短肢剪力墙应尽量对齐并拉直,与连梁一起构成成片的联肢墙抗侧力结构。

　　(5)每道短肢墙宜与两个方向的梁连结,连梁尽可能布置在墙肢的竖平面内;连梁宽度一般宜与墙肢厚度相等;墙肢不宜过厚,以采用200 mm、250 mm或300 mm为宜;可以混合布置部分较长的墙或矩形柱。

　　(6)小高层珠海外围部分的竖向构件根据受力的需要和建筑平面布置,设置适量的钢筋混凝土短肢剪力墙,在各短肢剪力墙的墙肢间布置连系梁,把这些短肢墙以及核心筒连成一个整体,构成整幢建筑的结构体系。

　　4短肢剪力墙结构的计算分析

　　对短肢剪力墙结构的设计计算,因其是剪力墙大开口而成,所以基本上与普通剪力墙结构分析相同,可采用三维杆——系簿壁柱空间分析方法(TBSA、TAT)或空间杆——墙组元分析方法(TBSSAP、SATWE)。其中空间杆墙组元分析方法计算模型更符合实际情况,精度较高。目前国内大多采用中国建研院系列软件中的TAT和SATWE来计算。

　　4.1TAT

　　TAT软件采用的是三维空间模型,对剪力墙采用薄壁柱单元计算原理,对梁柱采用空间杆系计算原理。在TAT计算中,为了使结构受力更合理,应对结构进行计算简化;对多肢剪力墙计算最常用的手段是按剪力墙开洞的办法进行,开洞应上下对齐,减少上下偏心。剪力墙开洞后,洞口上下剩余部分TAT用梁单元来模拟。开洞主要是为了把剪力墙简化为符合薄壁柱的计算模型,同时使简化后的剪力墙的受力更为明确。TAT中楼板采用刚性楼板假定,即平面内刚度无限大,平面外刚度为零。此假定对规则结构即楼板无大开洞且板厚不大的常规结构计算误差很小。

　　4.2SATWE

　　SATWE是专门为多高层建筑结构分析而研发的空间组合结构有限元分析软件,适用于各种复杂体型的高层钢筋混凝土结构体系计算。SATWE是以壳元理论为基础构造一通用的超单元墙元为模拟剪力墙,它不仅具有平面内刚度,也具有平面外刚度,可以较好地模拟剪力墙的受力状态。而且墙元的每个节点都具有空间6个自由度,可方便地与任意空间梁柱单元连接,无需任何附加约

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